JP2014169914A - 信号品質評価装置および評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】評価対象の信号の波形データから求めた測定値を平均化した結果に対して良否判定を行なう信号品質評価装置において、平均化の途中の測定値が正常範囲を逸脱した場合に、それを評価者に通知するとともに、そのときの波形データの解析を可能にする。
【解決手段】評価対象の信号Ｓｘの波形データを取得して波形データメモリ２２に順次更新記憶し、その新たに記憶した波形データに対して所定測定項目についての測定値を算出し、その算出した測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なうとともに、算出した毎回の測定値が第１の正常範囲にあるか否かおよび平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定し、第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データをＮＧ波形データメモリ２８に保存しておき、保存した波形データに対する詳細な解析処理を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信等に使用される各種信号の波形データ（時間軸波形や周波数軸波形）を取得し、その取得した波形データに対して予め決められた項目についての測定を行うという処理を所定回数繰り返し、その測定値の平均化処理を行い、該平均化処理で得られた測定結果に対して良否判定を行なう信号評価技術に関し、特に平均化処理の途中の測定値が正常範囲を逸脱していた場合に、その原因特定を容易に行なえるようにするための技術に関する。

公共的な通信網を利用する機器が出力する信号には、その品質についての規格が定められており、その種の機器の開発部門や修理部門では、それらの機器が出力する信号の品質が予め決められた規格に入るか否かを判定する品質評価装置が必要となる。

この種の品質評価装置は、試験対象が出力した信号の波形データを取得し、その波形データに対して予め決められた測定項目（レベルに関する測定、周波数に関する測定、変調品質に関する測定等）についての測定を行い、その測定結果に対して予め設定された規格値との比較により良否判定を行なっている。

上記のように、評価対象の信号のデータを取得して所定の測定を行い、その測定結果に対して良否判定を行なう技術は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平１０−２２１３８７号

上記特許文献１の技術はスペクトラムアナライザに関するものであり、周波数掃引によって得られたスペクトラム波形データに現れるスプリアスのレベルに対する良否判定を行なっているが、デジタル変調信号等の中心周波数、変調誤差比ＭＥＲ、エラーベクトル振幅ＥＶＭ等の測定では、評価のために取得した波形データに対する演算処理を一度行なって得られた値だけで品質評価を行なうことは少なく、測定値に対する一定回数の平均化処理を行い、その平均化処理された測定結果に対して良否判定を行なっている場合が多い。

また、スペクトラムアナライザが常識的に行なっている処理として、同一周波数範囲のスペクトラム波形データを複数回連続的に取得しながらこれを平均化処理することでランダム性の雑音成分を除去して最終的なスペクトラム波形データを求めており、上記特許文献１では特に記載はないものの、ノイズに左右されないでスプリアスのレベルを正確に把握できるようにスペクトラム波形データに対する平均化処理を行なう必要がある。

このように、信号の波形データを取得してその品質評価を行なう装置においては、測定結果についての平均化処理が一般的に行なわれており、その平均化処理された結果に対して良否判定を行なっているのが現状である。

この平均化の回数を多く（例えば数１０〜数１００回）要するシステムでは、メモリの膨大な消費を押さえるために、新たに取得した波形データで前回取得した波形データを更新しながら測定を行なっているため、次のような問題が生じる。

即ち、平均化処理の途中で測定値が正常範囲を逸脱したことにより、最終的な測定結果が異常範囲に入り異常判定がなされたとしても、正常範囲を逸脱した測定値が得られたときの波形データが残っておらず、その異常判定の原因を特定することができない。

また、平均化処理の途中で測定値が正常範囲を例えば＋方向に逸脱して異常範囲に入ったとしても、その逸脱回数が平均化数に対して少ない場合や、−方向の逸脱が同じような頻度で発生した場合、平均化処理による最終的な測定結果が正常範囲に入って正常判定され、評価者には測定値が異常範囲に変化したことさえわからない。

本発明は、上記問題を解決し、平均化処理した結果に対して良否判定を行なう場合であっても、平均化処理の途中で測定値が正常範囲を逸脱したことを評価者が確認でき、またその基になる波形データの特定および解析を容易に行なえる信号品質評価装置および評価方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の信号品質評価装置は、
評価対象の信号の波形データを記憶するための波形データメモリ（２２）と、
評価対象の信号の一定時間分の波形データを順次取得し、新たに取得した波形データを前記波形データメモリに順次更新記憶する波形データ取得部（２１）と、
前記波形データメモリに新たな波形データが記憶される毎に、該波形データを読み出して所定の演算処理を行い、所定測定項目についての測定値を順次算出する測定演算処理部（２３）と、
前記測定演算処理部で順次算出される測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なう平均化処理部（２４）と、
前記測定演算処理部で順次算出される測定値が第１の正常範囲にあるか否かを判定する第１の判定処理部（２５）と、
前記平均化処理部による前記平均化回数分の平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定する第２の判定処理部（２６）と、
異常な測定値の基になる波形データを記憶するためのＮＧ波形データメモリ（２８）と、
前記第１の判定処理部で前記第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データを前記波形データメモリから読み出して、前記ＮＧ波形データメモリに保存するＮＧ波形データ保存部（２７）と、
表示器（３０）と、
前記第１の判定処理および第２の判定処理の判定結果を前記表示器に表示する判定結果表示部（２９）と、
前記ＮＧ波形データメモリに保存された波形データに対する解析処理を行なうためのＮＧ波形データ解析部（３１）とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２の信号品質表方法は、
評価対象の信号の一定時間分の波形データを順次取得し、該取得した新たな波形データを波形データメモリに順次更新記憶する段階と、
前記波形データメモリに新たに記憶された波形データに対して所定の演算処理を行い、所定測定項目についての測定値を算出する段階と、
前記算出された測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なう段階と、
前記算出された測定値が第１の正常範囲にあるか否かを判定する第１の判定段階と、
前記平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定する第２の判定段階と、
前記第１の判定段階で前記第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データを前記波形データメモリから読み出して、ＮＧ波形データメモリに保存する段階と、
前記第１の判定段階および第２の判定段階の判定結果を表示する段階と、
前記ＮＧ波形データメモリに保存された波形データに対する解析処理を行なう段階とを含むことを特徴とする。

このように、本発明では、評価対象の信号の一定時間分の波形データを順次取得し、該取得した新たな波形データを波形データメモリに順次更新記憶し、その波形データメモリに新たに記憶された波形データに対して所定の演算処理を行い、所定測定項目についての測定値を算出し、その算出された測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なうとともに、算出された測定値が第１の正常範囲にあるか否かおよび平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定し、第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データをＮＧ波形データメモリに保存し、またその判定結果も最終の判定結果とともに表示し、しかも、ＮＧ波形データメモリに保存された波形データに対する解析処理を行なえるようになっている。

このため、平均化処理の途中で測定値が正常範囲を逸脱したことを評価者が確認でき、また、その基になる波形データの特定および解析を容易に行なえる。

本発明の実施形態の構成図 実施形態の処理結果の表示例 実施形態の処理結果の表示例 実施形態の処理結果の表示例 実施形態の処理手順の一例を示すフローチャート

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した信号品質評価装置２０の構成を示している。

この信号品質評価装置２０は、波形データ取得部２１、波形データメモリ２２、測定演算処理部２３、平均化処理部２４、第１の判定処理部２５、第２の判定処理部２６、ＮＧ波形データ保存部２７、ＮＧ波形データメモリ２８、判定結果表示部２９、表示器３０、およびＮＧ波形データ解析部３１を有している。

波形データ取得部２１は、評価対象の信号Ｓｘを予め指定された期間受入れ、所定のサンプリング周期でサンプリングしてデジタルの波形データに変換し、その一連の波形データを波形データメモリ２２に一時記憶する。この処理は、所定時間間隔で少なくとも後述する平均化回数Ｎ（例えば５００回）繰り返され、その都度新しい波形データで波形データメモリ２２の古い波形データを更新する。

ここで、波形データ取得部２１は、信号Ｓｘが例えば高周波信号であれば、周波数変換処理によりＡ／Ｄ変換可能な低い周波数帯に変換してからＡ／Ｄ変換処理を行なう。また、信号Ｓｘがデジタル変調信号であれば、直交復調処理によりＩＱ２相のデジタル信号を生成して出力する。

測定演算処理部２３は、波形データメモリ２２に新たな波形データが書き込まれる毎に、それを読み出して、予め指定された測定項目に関する演算処理を行い、その測定項目毎の測定値を求める。

例えば、評価対象の信号Ｓｘがデジタル変調信号の場合、そのパワー、ＥＶＭ（エラーベクトル振幅）、中心周波数ずれ等を測定項目とし、それらの測定に必要な演算処理を行う。

以下、これらの測定項目をＡ、Ｂ、Ｃとし、その測定値をａ（ｉ）、ｂ（ｉ）、ｃ（ｉ）とする（ｉは、測定回数値）。

この測定演算処理部２３で得られた測定値ａ（ｉ）、ｂ（ｉ）、ｃ（ｉ）は、平均化処理部２４および第１の判定処理部２５に入力される。

平均化処理部２４は、測定演算処理部２３で新しい測定値が得られる毎にその測定値に対して予め指定された回数Ｎの平均化処理を行なう。

即ち、最初の測定値ａ（１）、ｂ（１）、ｃ（１）を、平均値ＡＶａ、ＡＶｂ、ＡＶｃの初期値として内部メモリに一時記憶し、次の測定値ａ（２）、ｂ（２）、ｃ（２）が得られた段階では、次のように、それらの新たな測定値と内部メモリの記憶値との加算結果で内部メモリの値を更新する。

［ＡＶａ＋ａ（２）］／２→ＡＶａ
［ＡＶｂ＋ｂ（２）］／２→ＡＶｂ
［ＡＶｃ＋ｃ（２）］／２→ＡＶｃ

同様に、次の測定値ａ（３）、ｂ（３）、ｃ（３）が得られた段階でも、次のように、それらの新たな測定値と内部メモリの記憶値との加算結果で内部メモリの値を更新する。

［ＡＶａ＋ａ（３）］／２→ＡＶａ
［ＡＶｂ＋ｂ（３）］／２→ＡＶｂ
［ＡＶｃ＋ｃ（３）］／２→ＡＶｃ

平均化処理部２４は、上記処理をＮ回繰り返し、各測定項目についての平均化された最終の測定結果を求める。

一方、第１の判定処理部２５は、毎回の測定値ａ（ｉ）〜ｃ（ｉ）が、測定項目毎に予め決められた第１の正常範囲（Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ）にあるか否かを判定する。また、第２の判定処理部２６は、平均化処理部２４で得られた最終の測定結果ＡＶａ〜ＡＶｃに対して測定項目毎に予め決められた第２の正常範囲（Ｈａ′、Ｈｂ′、Ｈｃ′）にあるか否かを判定する。この第１の正常範囲と第２の正常範囲は同一であってもよく、第１の正常範囲を第２の正常範囲より広く設定してもよい。

なお、この信号品質評価装置２０では、測定項目毎にノーマルモード、ＮＧスルーモード、ＮＧ停止モードを指定することができる。

ノーマルモードは、第１の判定処理部２５による毎回の測定値に対する判定は行なわず、Ｎ回の平均値（最終の測定結果）に対して第２の判定処理部２６による判定のみを行なう。

また、ＮＧスルーモードでは、第１の判定処理部２５による毎回の測定値に対する判定を行うが、その毎回の判定でＮＧ判定が出された場合であっても測定を続行させ、第２の判定処理部２６によるＮ回の平均値（最終値）に対しても判定を行なうモードである。ただし、平均化の途中で第１の判定処理部２５によるＮＧ判定があったことは、後述の判定結果表示部２９によって評価者に通知される。

また、ＮＧ停止モードは、第１の判定処理部２５による毎回の測定値に対する判定を行い、ＮＧ判定が出された時点で測定を中止する。この場合も、平均化の途中でＮＧ発生があったことが判定結果表示部２９により評価者に通知される。

これらは、測定項目の性質に応じて設定することができる。例えば、測定毎のバラツキが重要でない測定項目Ａに関してはノーマルモード、測定毎のバラツキと最終的な測定結果の両方が問題となる測定項目Ｂに関してはＮＧスルーモード、毎回の測定値のバラツキが問題となる測定項目Ｃに関してはＮＧ停止モードを設定することになる。

ＮＧ波形データ保存部２７は、第１の判定処理部２５でＮＧ判定がなされたとき、そのＮＧ判定の要因となる波形データを波形データメモリ２２から読み出して、ＮＧ判定された測定項目、測定結果等の情報とともにＮＧ波形データメモリ２８に保存する。

判定結果表示部２９は、ＮＧ停止モードに設定された測定項目について第１の判定処理部２５でＮＧ判定が出ない間に平均化処理部２４によるＮ回の平均化処理が完了して、その最終の測定結果に対する第２の判定処理部２６による判定結果が出た時点で、第１の判定処理部２５の判定結果および第２の判定処理部２６の判定結果を表示器３０に表示する。また、ＮＧ停止モードに設定された測定項目について第１の判定処理部２５でＮＧ判定が出て時点でも、判定結果を表示する。ただし、この場合は、平均化処理された最終の測定結果が得られていないので、その時点での第１の判定処理部２５と第２の判定処理部２６の暫定的な判定結果を表示することになる。

図２は、３つの測定項目Ａ〜ＣについてのＮ回の平均化処理が完了した場合の表示例を示すものであり、各測定項目Ａ〜Ｃについての最終の測定結果ＡＶａ〜ＡＶｃとそれに対する最終判定結果ＯＫ、ＮＧ、ＯＫが表示されている。また、各測定項目に対して指定したモードが表示され、ＮＧスルーモードに指定され、最終の測定結果もＮＧ判定であった測定項目Ｂについては、第１の判定処理部２５による個別判定結果として「ＮＧあり」が表示されている。

図３も同様に３つの測定項目Ａ〜ＣについてのＮ回の平均化処理が完了した場合の表示例を示すものであり、各測定項目Ａ〜Ｃについての最終の測定結果ＡＶａ〜ＡＶｃとそれらに対する判定結果ＯＫ、ＯＫ、ＯＫが表示されている。この場合、最終測定結果がＯＫ判定であった測定項目Ｂについて、第１の判定処理部２５による個別判定結果として「ＮＧあり」が表示されている。

図２、図３の表示から、ＮＧスルーモードに指定された測定項目については平均化処理された最終測定結果に対する判定がＮＧ、ＯＫのいずれであっても、平均化処理の途中でＮＧ判定された測定値があったことを評価者が確実に把握することができる。

ＮＧ波形データ解析部３１は、ＮＧ波形データメモリ２８に記憶された波形データおよび測定結果等を読み出して、ＮＧと判定された原因となる波形データを例えば表示器３０に表示させ、例えばＦＦＴ処理等のような機能を実行してより詳細な解析を行ない、その波形データや詳細解析結果を表示する。

ここでＮＧ波形データ解析部３１は、図示しない操作部（例えばマウスなどのポインティングデバイス）の操作により、例えば、図２、図３の「ＮＧあり」の表示部分をクリックすることで、ＮＧ波形データメモリ２８に保存記憶されている波形データを読み出して、図４のように測定値等とともに表示する。また、その波形データに対して実行可能な機能Ｆ１〜Ｆ３（例えばＦＦＴ処理等）を表示し、それらの機能を選択実行させることで、表示された波形データに対するより詳細な解析を可能にする。この例では測定項目Ｂについて５回のＮＧ判定がなされ、そのうちの一つの波形データと測定値ｂ（ｊ）が表示されており、測定値の隣のカーソル操作で、ＮＧ判定された別の波形データを読み出して表示できるようになっている。なお、図２〜図４の表示は一例であって、これらの表示形態は任意である。

図１では信号品質表装置２０の機能をブロック化して示したが、図５に、実施形態の信号品質表装置２０の処理手順の一例を示している。以下、この図にしたがって処理手順を説明する。

初めに、測定回数指示値ｎを１に初期化し、評価対象の信号の波形データを取得して波形データメモリ２２に更新記憶する（Ｓ１）。

次に、この波形データメモリ２２に新たに記憶された波形データを読み出して所定の測定項目についての演算処理を行い、その演算処理で得られた測定値について第１の正常範囲を用いた第１の判定処理を行なう（Ｓ３、Ｓ４）。

この第１の判定処理において、ノーマルモード以外の測定項目にＮＧ判定がでなければ、各測定値についての平均化処理を行い、ｎを１増加更新して処理Ｓ２に戻り、次の波形データを取得するという処理をｎがＮに達するまで繰り返す（Ｓ５〜Ｓ８）。

そして、第１の判定処理でＮＧ判定が出ずに測定回数がＮに達した場合、Ｎ回の平均化で得られた最終の測定結果に対する第２の正常範囲を用いた第２の判定処理が行なわれ、その判定結果および第１の判定結果が表示器３０に表示される（Ｓ９、Ｓ１０）。この場合、第１の判定処理でＮＧ判定が出ていないので、図３に示した表示例で個別判定結果がすべてＮＧ無しとなるが、後述のようにＮＧ判定が出た場合で、評価者がその解析を指示する操作を行なうと、ＮＧ波形データメモリ２８に保存されたＮＧ波形データが読み出されて図４に示したように表示され、それに対する解析が行なえる（Ｓ１１、Ｓ１２）。

一方、処理Ｓ５において、平均化処理の途中で第１の判定処理でＮＧ判定がなされると、その測定項目がＮＧスルーモードのみの場合には、そのときの波形データがＮＧ波形データメモリ２８に保存され、平均化処理（Ｓ６）に戻り、測定が継続される（Ｓ１３、Ｓ１４）。

また、第１の判定処理でＮＧ判定がなされた測定項目がＮＧスルーモードのみで無い場合、即ち、ＮＧ停止モードを含んでいる場合には、そのときの波形データがＮＧ波形データメモリ２８に保存され、測定が中断されて判定結果表示（Ｓ１０）に移行し、ＮＧ停止モードに指定された測定項目について測定値が第１の正常範囲を逸脱したことを示す表示がなされる。この場合の表示は、例えば図２、図３で各測定項目の最終の測定結果や第２の判定結果をプランクとし、ＮＧ停止モードに指定された測定項目についての個別判定結果をＮＧありとすればよい。

以上のように、実施形態の信号品質評価装置２０は、平均化処理された測定結果に対する第２の判定結果によらずに、測定値毎の第１の判定でＮＧ判定となったときの波形データが保存され、且つその第１の判定結果が表示されるので、評価者は、最終の判定結果に左右されないで、毎回の測定値に対するＮＧ判定の有無およびその要因特定を確実に行なえる。

２０……信号品質評価装置、２１……波形データ取得手段、２２……波形データメモリ、２３……測定演算処理部、２４……平均化処理部、２５……第１の判定処理部、２６……第２の判定処理部、２７……ＮＧ波形データ保存部、２８……ＮＧ波形データメモリ、２９……判定結果表示部、３０……表示器、３１……ＮＧ波形データ解析部

Claims (2)

1. 評価対象の信号の波形データを記憶するための波形データメモリ（２２）と、
   評価対象の信号の一定時間分の波形データを順次取得し、新たに取得した波形データを前記波形データメモリに順次更新記憶する波形データ取得部（２１）と、
   前記波形データメモリに新たな波形データが記憶される毎に、該波形データを読み出して所定の演算処理を行い、所定測定項目についての測定値を順次算出する測定演算処理部（２３）と、
   前記測定演算処理部で順次算出される測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なう平均化処理部（２４）と、
   前記測定演算処理部で順次算出される測定値が第１の正常範囲にあるか否かを判定する第１の判定処理部（２５）と、
   前記平均化処理部による前記平均化回数分の平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定する第２の判定処理部（２６）と、
   異常な測定値の基になる波形データを記憶するためのＮＧ波形データメモリ（２８）と、
   前記第１の判定処理部で前記第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データを前記波形データメモリから読み出して、前記ＮＧ波形データメモリに保存するＮＧ波形データ保存部（２７）と、
   表示器（３０）と、
   前記第１の判定処理および第２の判定処理の判定結果を前記表示器に表示する判定結果表示部（２９）と、
   前記ＮＧ波形データメモリに保存された波形データに対する解析処理を行なうためのＮＧ波形データ解析部（３１）とを備えたことを特徴とする信号品質評価装置。
2. 評価対象の信号の一定時間分の波形データを順次取得し、該取得した新たな波形データを波形データメモリに順次更新記憶する段階と、
   前記波形データメモリに新たに記憶された波形データに対して所定の演算処理を行い、所定測定項目についての測定値を算出する段階と、
   前記算出された測定値に対して予め設定された平均化回数分の平均化処理を行なう段階と、
   前記算出された測定値が第１の正常範囲にあるか否かを判定する第１の判定段階と、
   前記平均化処理で得られた最終の測定結果が第２の正常範囲にあるか否かを判定する第２の判定段階と、
   前記第１の判定段階で前記第１の正常範囲にないと判定された測定値の基になる波形データを前記波形データメモリから読み出して、ＮＧ波形データメモリに保存する段階と、
   前記第１の判定段階および第２の判定段階の判定結果を表示する段階と、
   前記ＮＧ波形データメモリに保存された波形データに対する解析処理を行なう段階とを含むことを特徴とする信号品質評価方法。

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